变长工作面采场顶板破断机理的力学模型分析

为了深入研究变长工作面采场顶板的破断特征和垮落形态,以工作面长度由大变小的"刀把式"采场为研究背景,运用弹性薄板理论构建了5种不同支承边界条件下的顶板力学模型,通过理论计算得出了大小采面基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力变化,并理论分析了顶板破断的力学机理.研究表明:大面采场顶板首先在板边四周形成"O"形破断,而后在中部形成平面的"X"形破断,两者贯通后构成顶板的"O-X"型破断;小面采场顶板先在顶板中部形成空间"X"形破断,而后与四周形成的"O"形破断交合贯通构成顶板的"X-O"型破断.运用数值模拟方法探究了变长工作面采场顶板塑性区的分布范围和应力场的演化规律,模拟结果对大小采面的顶板破断形态进行了有力验证.     

急倾斜煤层开采岩移基本规律的模型试验

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件，运用实验室相似模型试验方法，对西三采区煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究，总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数。所得结果对现场开采及地表沉陷治理具有一定的指导作用，对于同类地质和开采条件的矿区具有重要参考价值。     

封闭式金属支架架型优选及应用

针对极难维护放顶煤回采巷道的变形特点,采用ANSYS程序进行了巷道支架架型选择的计算机模拟设计,确定了放顶煤回采巷道在不同架型和不同布置位置条件下的最优架型;进行了支架承载能力的工程力学计算,并在实验室进行了不同荷载形式下的支架整体工作性能试验;应用以上成果,运用关键技术成功地维护了高地应力区极松散围岩放顶煤回采巷道。对巷道维护提供了有价值的指导或参考。     

锚杆布置参数对巷道围岩稳定性的影响

应用模型试验和数值模拟方法，研究了锚杆布置方式与锚固体力学性态的关系，并将有关研究成果应用于工程实际，取得了较好的技术和经济效益。     

顶板分类指标与方法的改进——兼谈分类指标的确定

分析了对顶板分类方案进行改进的必要性;对部分顶板分类进行了初步改进;提出了顶板分类指标的建议。     

壁后充填体刚度对支架与围岩的作用分析

通过建立的力学模型分析了壁后充填体刚度对围岩和支架压力与位移的影响，提出了发迹充填体刚度的措施。     

顶煤冒放性的预测

分析了放顶煤开采顶煤冒放线的影响因素。按照模糊聚类原理，对冒放线进行了分类。应用多元线性回归的方法对顶煤的冒放线性进行了预测。     

望峰岗煤矿沿空留巷Y型通风无煤柱开采技术

为解决深部高应力、高瓦斯条件下的煤矿生产接替困难,在淮南望峰岗煤矿-720 m水平5121B10工作面回风巷进行无煤柱沿空留巷、Y型通风工业试验,在回风巷内进行锚网索带联合支护,在巷道的采空区侧进行高水速凝材料巷旁充填支护.现场实践表明:无煤柱留巷能使巷道处于支承压力降低区,充填体能有效隔离采空区瓦斯,采用Y型通风能大量减少工作面上隅角瓦斯积聚.从围岩变形来看,留巷侧顶底板比煤体侧顶底板的位移量大22%左右,上帮煤体侧最大位移约占两帮位移的65%,支护体能有效地维护留巷的基本稳定,实现深部矿井安全高效连续开采.     

煤巷锚杆布置对支护体刚度影响的模型试验

根据锚杆支护与围岩相互作用关系的力学原理,借助于模型试验方法,探讨了锚杆布置对锚固体刚度的影响。试验表明:短而密的锚杆群支护,刚度较大,易受剪而呈现高阻;长而稀的锚杆群支护,刚度较小,易产生弯拉型失稳破坏。     

放顶煤巷道金属支架架型的选用

采用ANSYS程序对巷道支架架型选择进行正交计算机优化设计,确定了放顶煤回采巷道在不同围岩压力、不同架型及荷载、不同布置条件下的最优架型,同时分析了各种架型的特点,并对试验结果进行对比分析;应用模拟成果成功地维护了高地应力区极松散围岩放顶煤回采巷道。